DE2751446A1

DE2751446A1 - Einrichtung zum selbsttaetigen ueberwachen von aus einem metallschmelzgefaess austretender metallschmelze und schlacke

Info

Publication number: DE2751446A1
Application number: DE19772751446
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Sakashita; Isao Yamazaki
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1976-11-17
Filing date: 1977-11-17
Publication date: 1978-05-24
Also published as: FR2371259B1; JPS5362734A; GB1589627A; DE2751446B2; JPS60143B2; US4222506A; IT1090646B; DE2751446C3; FR2371259A1

Description

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Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr♦-Ing.H.Liska D/20 * MÖNCHEN «6, DEN

POSTFACH 160(20 MOHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 9139 21/22

SUIlITOMO METAL INDUSTRIES LIMITED

15,5-chome, Kitahama, Higashi-ku, Osaka City, Japan

Einrichtung zum selbsttätigen überwachen von aus einem Metallschmelzgefäß austretender Metallschmelze und Schlacke

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbsttätigen überwachen von aus einem Metallschmelzgefäß, insbesondere für Stahl, austretenden geschmolzenem Metall und Schlacke.

Das Ende des Eingießens von geschmolzenem Stahl, der aus einem Schmelzgefäß, wie ein Konverter oder eine Schmelzpfanne, nach unten abfließt, ist in herkömmlicher Weise durch Feststellen des Schlackenflusses im Fluß des geschmolzenen Stahls durch dessen direkte Beobachtung erkannt worden. Jedoch ist es mit einer solchen Sichtbeobachtung schwer, den geschmolzenen Stahl und die Schlacke voneinander zu unterscheiden, so daß Fehler aufgetreten sind, indem sich die Schlacke,bevor das Ende des Gusses erkannt war, in den geschmolzenen Stahl gemischt hat, um nichtmetallische Einschlüsse zu vergrößern, die Qualität herabzusetzen und besonders während eines Stranggusses die Erzeugung von Ausbrüchen und kleinen Löchern herbeizuführen.

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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der die bei der Sichtbeobachtung auftretenden Fehler beseitigt werden können.

Die Aufgabe wird durch eine für von einem aus dem Schmelzgefäß abfließenden Fluß aus Metallschmelze und Schlacke ausgesandte Infrarotstrahlen empfindliche Kamera, ein Farbfernsehgerät zum Umwandeln von Metallschmelze und Schlacke in zwei als Fernsehbilder gezeigte Arten von Farben mittels von der Kamera ausgesandten Videosignalen, ein Signalunterscheidungsgerät zum Bilden von Unterscheidungssignalen durch ein.Flächenverhältnis aus den beiden Arten von Fernsehbildern und ein Absperrorgan zum Verschließen einer Ausflußöffnung für den Fluß aus Metallschmelze und Schlacke aus dem Metallschmelzgefäß, wobei der Fluß aus Schlacke aus dem Schmelzgefäß zum selbsttätigen Schließen des Absperrorgans ermittelbar ist, gelöst,

Eine vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich durch eine Einrichtung zum Ermitteln zweier Arten von Abtastlinien der auf dem Fernsehgerät abgebildeten Metallschmelze und Schlacke als Flächen, einen Vergleicher zum Vergleichen der ermittelten Flächen und zu deren Umwandlung in ein Flächenverhältnis, einen Sollwert-/Istwertvergleicher zum Vergleichen des Flächenverhältnisses mit einem Sollverhältnis und zum Unterscheiden der Größe des so verglichenen Flächenverhältnisses von der des Sollverhältnisses und durch einen Signalauslöser zum Auslösen eines Steuersignals, wenn das Flächenverhältnis größer als das Sollverhältnis ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Schmelzgefäß aus einer Schmelzpfanne.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform besteht das Schmelzgefäß aus einem Konverter.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist so ausgebildet, daß das Absperrorgan einen Querschalter mit Flachschieber mit Schiebebewegung auf ebenem Sitz, einen hydraulischen Zylinder zur seitlichen Bewegung des Flachschiebers und ein elektromagnetisch ge-

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steuertes, durch ein Signal des Signalunterscheidungsgerätes betätigbares Ventil zum Betätigen des Zylinders auf.

Mit einer vorgeschlagenen Einrichtung können die Fehler, die bei herkömmlicher Sichtbeobachtung auftreten können, beseitigt, die nichtmetallischen Einschlüsse im geschmolzenen Stahl reduziert und das Verfahren stabilisiert werden. Es wird dabei so vorgegangen, daB der Fluß aus geschmolzenem Stahl als Infrarotabbildung fotografiert und von der unterschiedlichen Infrarotsensitivität von geschmolzenem Stahl und Schlacke Gebrauch gemacht wird, wobei zu erwähnen ist, daß das Infrarot-Abstrahlvermögen für geschmolzenen Stahl und Schlacke sich voneinander unterscheiden.

Die Erfindung wird anhand von Figuren im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 im Schema die Ausführungsform einer in einer Stranggußeinrichtung eingesetzten erfindungsgemäßen Einrichtung,

Figur 2 ein zur Erläuterung der Erfindung dienendes Blockdiagramm,
Figur 3 in einem Blockdiagramm den Farbfernseher und das Signalunterscheidungsgerät und

Figur 4 eine Ausführungsform ähnlich wie die nach Figur 1 mit einem Konverter.

Eine AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, wie sie beispielsweise in einer Stranggußeinrichtung angewendet wird, ist schematisch in Figur 2 gezeigt. Sie besteht aus einer Kombination einer für Infrarotstrahlen empfindlichen Kamera A, einem Farbfernseher B, einem Signalunterscheidungsgerät C und einem Absperrorgan D für die ausfließende Stahlschmelze.

Wie in Figur 1 dargestellt, ist die Kamera A zum Umwandeln der unsichtbaren, von einem Objekt kommenden Infrarotabstrahlung in verstärkte Videosignale an einer Stelle angebracht, die mehr als zwei Neter von der Stranggußeinrichtung entfernt ist, so daß ein

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Fluß 6 aus geschmolzenem Stahl zwischen einer Gießpfanne 2 und einer Gießwanne 3 fotografiert werden kann. Das Farbfernsehgerät B und das Signalunterscheidungsgerät C sind in einem Schaltkasten 1 untergebracht. Die Kamera A und das Farbfernsehgerät B sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Die zum Absperren des Ausflusses -von geschmolzenem Stahl dienende Absperrvorrichtung besteht beispielsweise aus einer Kombination eines Querschiebers 4 mit einem hydraulischen Zylinder 5. D.h., daß der Querschieber 4 mit einer gleitenden öffnungs- und Verschlußplatte 4', die ein Loch 4·' hat, versehen ist, die im Durchgang des Querschiebers für den Fluß aus geschmolzenem Stahl so angeordnet ist, daß sie seitlich zum Durchgang bewegbar ist (Querschieber mit Flachschieber mit ebenem Sitz). Die gleitende öffnungs- und Verschlußplatte 4· (Flachschieber) ist mit einem Ende eines Kolbenschiebers 4'¹¹ eines hydraulischen Zylinders 5 verbunden und ein magnetisch gesteuertes Ventil 5'» das am hydraulischen Zylinder 5 angebracht ist, ist mit der Ausgangsseite des Signalunterscheidungsgerätes elektrisch leitend verbunden, so daß der hydraulische Zylinder 5 durch öffnen und Schließen des magnetgesteuerten Ventils mittels eines Signals vom Signalunterscheidungsgerät C betätigt wird.

Wie in Figur 3 dargestellt, ist das Farbfernsehgerät B so ausgebildet, daß es die von der Kamera A abgegebenen Videosignale in verschiedene Farben umwandelt, so daß der Strom aus geschmolzenem Stahl zwischen der Gießpfanne 2 und der Gießwanne 3 durch Bildlinien 8 in der Mitte sämtlicher Bildlinien 7 des Farbfernsehgerätes gezeigt werden können. Wenn in dem aus der Gießpfanne 2 nach unten fließendem Strom aus geschmolzenem Stahl auch Schlacke mit nach unten fließt, erscheint diese in den Bildzeilen 8 für den Strom aus geschmolzenem Stahl wegen der Bildzeilen 9. D.h., daß das Emissionsvermögen für Infrarotstrahlung der Schlacke höher als das ( £ =0,28) des geschmolzenen Stahls ist und daß, wenn Schlacke beigemischt ist, in den Bildzeilen 8 ein Fleck mit großer Helligkeit erscheint. Beispielsweise sind als im Fernsehbild angezeigte Zusammensetzung ein Strom aus geschmolzenem Stahl (rot)

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aus der Gießpfanne 2 von ungefähr 20 χ 40 nun (die Größe des aufgezeichneten Bildes variiert mit dem Abstand zwischen der Kamera A und dem von der Gießpfanne 2 nach unten fließenden geschmolzenen Stahl) und Schlacke (gelb) im geschmolzenen Stahl von etwa 3-5x3-5mm als Aufzeichnungsbilder auf einer Bildfläche von etwa 150 χ 150 mm gezeigt.

Das Signalunterscheidungsgerät dient zur Bestimmung des Verhältnisses der Fläche der (gelben) Bildzeilen für die Schlacke und der Fläche der (roten) Bildzeilen für den Strom aus geschmolzenem Stahl, wie sie durch das Farbfernsehgerät B gezeigt werden, zum Vergleich dieses Flächenverhältnisses mit einem vorbestimmten Sollwert und zum Abgeben eines Steuersignals, wenn es größer als der Sollwert ist. Ein Beispiel ist in Figur 3 gezeigt.

D.h. , daß Rechner 10 und 11, in welchen die (roten) Bildzeilen 8 des vom Farbfernsehgerät B gezeigten Stroms aus geschmolzenem Stahl durch eine Fläche a und die (gelben) Bildzeilen der Schlacke durch eine Fläche b repräsentiert sind und ein Rechner 12,in welchem das Flächenverhältnis b/a χ 100 bestimmt wird, vorgesehen sind, so daß das berechnete Flächenverhältnis der Bildzeilen hier mit dem in einer Setzvorrichtung 13 im voraus gesetzten Sollverhältnis verglichen wird und wenn es größer als der Sollwert ist, ein Steuersignal zum Schließen des Absperrorgans abgegeben wird.

Wenn gemäß der vorgeschlagenen Einrichtung zur selbsttätigen Kontrolle die Kamera A während eines Stranggußvorgangs auf den aus der Gießpfanne 2 nach der Gießwanne 3 nach unten fließenden Strom aus geschmolzenem Stahl gerichtet wird und der Zustand auf dem Farbfernsehgerät B gezeigt wird, wird das Flächenverhältnis der Bildzeilen für den geschmolzenen Stahl und die Schlacke, sobald sich letztere beimengt, berechnet. Es wird zur Verhinderung des Ausflusses von Schlacke im Endabschnitt des Gießvorgangs mit dem im voraus gesetzten Sollwert verglichen. Wenn es

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größer als das Sollverhältnis ist, wird sofort ein Steuersignal ausgelöst, und die Absperrvorrichtung für den Ausfluß von geschmolzenem Stahl selbsttätig in Gang gesetzt, um das für den Ausfluß des geschmolzenen Stahls vorgesehene Absperrorgan an der Gießpfanne zu schließen. Deshalb werden in eine Platte gemischte nichtmetallische Einschlüsse merklich vermindert.

Die vorliegende Erfindung ist anhand einer in einer Stranggußausrüstung angewendeten Ausführungsform beschrieben worden. Es ist jedoch auch möglich, sie wie nach Figur 4 zum Umfüllen von Roheisen aus einem Konverter 14 in die Gießpfanne 2 zu verwenden.

Ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden erklärt.

Beispiel:

Im Fall wurde ein aluminiumberuhigter Stahl, bestehend aus 0,05 % Kohlenstoff, 0,21 % Mangan, 0,02 % Silizium, 0,014 % Phosphor, 0,01 % Schwefel und 0,064 % Aluminium in fester Lösung, Rest Eisen in einem Konverter geschmolzen und eine Platte von einer Dicke von 270 mm und einer Breite von 1800 mm bei einer Gießgeschwindigkeit von 1 m/min durch Stranggießen hergestellt; dabei wurde eine AusfUhrungsform einer Einrichtung zur automatischen Überwachung des Stahlflusses aus der Gießpfanne gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt. Eine in einer Gießpfanne von einem Fassungsvermögen von 250 Tonnen bei 1565 C enthaltene Stahlschmelze wurde bei 4,52 Tonnen/min gegossen, wobei ein Querschieber verwendet wurde. Zu einem Zeitpunkt (Endphase des Gießvorgangs) als die in der Gießpfanne verbliebene Menge des geschmolzenen Stahls klein wurde, wurde das Bildzeilen-FlSchenverhältnis der Platte voreingestellt (beispielsweise auf 12 %) und das Ergebnis wurde in den Schaltkreis zum selbsttätigen Schließen des Querschiebers gegeben, um den Ausfluß des geschmolzenen Stahls und der Schlacke zu beenden.

Bei der Analyse der nichtmetallischen Einschlüsse in der er haltenen Platte wurde festgestellt, daß sie im Vergleich zu

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einer herkömmlichen Platte, bei der der Ausfluß in Sichtbeobachtung angehalten wurde, merklich kleiner geworden waren.

In der Endphase des Gießvorganges wurde vom oben erwähnten geschmolzenen Stahl eine Probe genommen und die Einschlüsse im Stahl wurden verglichen, wobei folgende Resultate erhalten wurden.

Einschlüsse in der Einschlüsse im Stahlschmelze aus der Erzeugnis Gießwanne (auf 10 kg (auf 10 kg Stahlschmelze bezogen) Platte bezogen) Erfassung durch Sichtbeobachtung 150 bis 200 mg 8 bis 5 mg

(herkömmliche Methode)

Erfassung nach der

neu vorgeschlagenen 10 bis 20 mg 0,5 mg

Methode

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Claims

275H46 Patentansprüche

1. Einrichtung zum selbsttätigen überwachen von aus einem Metallschmelzgefäß, insbesondere für Stahl, austretenden geschmolzenem Metall und Schlacke, gekennze ich net durch eine für von einem aus dem Schmelzgefäß abfließenden Fluß (6) aus Metallschmelze und Schlacke ausgesandte Infrarotstrahlen empfindliche Kamera (A), ein Farbfernsehgerät (B) zum Umwandeln von Metallschmelze und Schlacke in zwei als Fernsehbilder gezeigte Arten von Farben mittels von der Kamera ausgesandten Videosignalen, ein Signalunterscheidungsgerät (C) zum Bilden von Unterscheidungssignalen durch ein Flächenverhältnis aus den beiden Arten von Fernsehbildern und ein Absperrorgan (D) zum Verschließen eines Ausflußöffnung für den Fluß aus Metallschmelze und Schlacke aus dem Metallschmelzgefäß, wobei der Fluß aus Schlacke aus dem Schmelzgefäß zum selbsttätigen Schließen des Absperrorgans ermittelbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ermitteln zweier Arten von Abtastlinien, der auf dem Fernsehgerät abgebildeten Metallschmelze und Schlacke als Flächen, einem Vergleicher zum Vergleichen der ermittelten Flächen und zu deren Umwandlung in ein Flächenverhältnis, einen Sollwert-/lstwertvergleicher zum Vergleichen des Flächenverhältnisses mit einem Sollverhältnis und zum Unterscheiden der Größe des so verglichenen Flächenverhältnisses von der des Sollverhältnisses und durch einen Signalauslöser zum Auslösen eines Steuersignals, wenn das Flächenverhältnis größer als das Sollverhältnis ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzgefäß aus einer Schmelzpfanne (2) besteht.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzgefäß aus einem Konverter (14) besteht.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan einen Querschieber mit Flachschieber (4*) mit Schiebebewegung auf ebenem Sitz, einen

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ORIGINAL INSPECTED

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hydraulischen Zylinder (5) zur seitlichen Bewegung des Flachschiebers und ein elektromagnetisch gesteuertes, durch ein Signal des Signalunterscheidurg sgerätes betätigbares Ventil (5^f) zum Betätigen des Zylinders aufweist.

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